7月3日22時51分，經過約6個半小時，神舟十八號乘組航天員葉光富、李聰、李廣蘇密切協同，圓滿完成第二次出艙活動。這是中國航天員在空間站階段進行的第16次出艙活動。
16時19分，航天員李聰打開問天實驗艙出艙艙門，開始個人首次太空行走。
李聰登上機械臂，拆分固定裝置后，搭乘機械臂轉移至接設備點，隨后航天員葉光富將作業相關設備、裝置傳遞出艙。17時41分，航天員葉光富順利出艙。
葉光富沿艙壁自主攀爬至作業點，與李聰配合，分別對問天艙線纜及天和艙管路進行防護裝置的安裝操作。
其間，航天員李廣蘇在天和核心艙內進行機械臂監控和必要的輔助操作。此次出艙活動繼續針對可能存在的空間碎片撞擊風險，展開相關防護作業。
中國航天科技集團 劉銘：這次出艙的目的就是通過對艙外設備，主要是電纜和管路進行防護裝置的安裝，來提升空間站長期安全穩定運行的能力。
上一次出艙任務中，神舟十八號乘組主要安裝了夢天實驗艙艙外電纜的防護裝置，這次任務則主要是對問天實驗艙和天和核心艙的艙外電纜、管路進行防護裝置安裝。
中國航天員科研訓練中心 吳大蔚：這次安裝的防護裝置更多。所以在過程中，從出艙口到達相應的點位，這個路上的時間花得比較長，但是他們操作還是游刃有余。
在空間站機械臂和地面科研人員的配合支持下，航天員乘組完成安裝空間站艙外管路、電纜及關鍵設備的空間碎片防護裝置后，李聰搭乘機械臂轉移至巡檢點，通過頭盔攝像機對載荷適配器的表面狀態進行巡檢和拍照工作。
中國航天員科研訓練中心 吳大蔚：航天員完成這次出艙任務非常輕松，而且完成得也非常順利、非常完美。這個乘組思維比較縝密，個性比較靈活，所以他們是嚴肅認真當中又活潑有趣，是非常有青年活力和朝氣的一個乘組。
完成全部既定出艙任務后，出艙航天員葉光富、李聰先后安全返回問天實驗艙，出艙活動取得圓滿成功。
航天員 李聰：中國空間站非常美，非常漂亮。每當機械臂運動到制高點的時候，雖然陽光很刺眼，但是都會忍不住地想多看兩眼，真的由衷感受到了這項工程的偉大。為所有航天人點贊，為我們偉大的祖國點贊。我們必將再接再厲，順利圓滿高效地完成后續任務，將“絲滑”進行到底，我們艙內攝像機見。
曙光：恭喜神舟十八號圓滿完成本次出艙任務，空間站有你，我們感到非常幸運，期待你們后續更加“絲滑”的表現。
截至目前，神舟十八號航天員乘組的“太空出差之旅”已完成三分之一，后續還將在軌開展大量科學實驗與技術試驗。